(57)【要約】【課題】  分解・組立作業が簡単で、加工工数が削減でき低コストな車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】  一端部に車輪取付フランジ５を一体に有し、これから軸方向に延びる小径段部２ａ、２ｂが形成されたハブ輪２と、このハブ輪２の小径段部２ａ、２ｂに外嵌された内輪３、４とからなる内方部材１と、ナックルＮに内嵌された外方部材１０と、この外方部材１０と内方部材１間に転動自在に収容された複列の転動体６とを備え、小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２ｃにより内輪３、４が固定され、ナックルＮに対してハブ輪２を回転自在に支承してなる車輪用軸受装置において、外方部材１０の外周とナックルＮの内周に環状の止め輪溝１１、１２が形成されると共に、これら止め輪溝１１、１２に２０〜２００ＭＰａのせん断応力を有する合成樹脂製の止め輪１３が係合されている。【選択図】図１
2005121120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に外嵌された内輪とからなる内方部材と、懸架装置を構成するナックルに内嵌された外方部材と、この外方部材と前記内方部材間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記ナックルに対して前記ハブ輪を回転自在に支承してなる車輪用軸受装置において、前記外方部材の外周と前記ナックルの内周に環状の止め輪溝が形成されると共に、これら止め輪溝に鋼よりも小さい所定のせん断応力を有する止め輪が係合されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記止め輪のせん断応力が、２０〜２００ＭＰａに設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記止め輪が、熱可塑性の合成樹脂で成形されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記止め輪の外径部に面取りが形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項５】
前記ナックルのアウトボード側内周端部に面取り部が形成されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【請求項６】
前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定されている請求項１乃至５いずれかに記載の車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、車輪用軸受の取付構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承するために、外輪と内輪とを転動体を介して回転自在に組み合わせた各種の車輪用軸受装置が使用されている。また、懸架装置の一つである独立懸架式サスペンションに対して、車輪を回転自在に支承するために、この独立懸架式サスペンションを構成するナックルに、車輪用軸受を構成する外輪を取り付けた車輪用軸受装置として、図４に示すような車輪用軸受装置が知られている。
【０００３】
この車輪用軸受装置は、ナックル１０４に内嵌された外輪１０１と、図示しないハブ輪に圧入された一対の内輪１０２と、これら外輪１０１と内輪１０２間に収容され、保持器１０５で回転自在に保持された複列のボール１０３を備えている。ここで、複数の爪１０７が設けられた止め輪１０６を外輪１０１の外径端部に装着し、爪１０７を弾性変形させながらこの外輪１０１をナックル１０４に嵌合していくことにより、爪１０７はナックル１０４に形成されたテーパ状の止め輪溝１０８の位置で弾性復元し、止め輪溝１０８の壁面に弾性接触することにより軸方向のすきまを詰めるというものである。
【特許文献１】米国特許５９２７８６７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
然しながら、この車輪用軸受装置は、補修時に車輪用軸受をナックル１０４から分解する作業が難しく、過大な荷重をかけてこの止め輪１０６を破壊させて分解せざるを得なかった。したがって、分解後にはナックル１０４および外輪１０１に損傷が残り、ナックル１０４だけでなく車輪用軸受装置を再使用することができなかった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、分解・組立作業が簡単で、加工工数が削減でき低コストな車輪用軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に外嵌された内輪とからなる内方部材と、懸架装置を構成するナックルに内嵌された外方部材と、この外方部材と前記内方部材間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記ナックルに対して前記ハブ輪を回転自在に支承してなる車輪用軸受装置において、前記外方部材の外周と前記ナックルの内周に環状の止め輪溝が形成されると共に、これら止め輪溝に鋼よりも小さい所定のせん断応力を有する止め輪が係合されている構成を採用した。
【０００７】
このように、前記外方部材の外周と前記ナックルの内周に環状の止め輪溝が形成されると共に、これら止め輪溝に鋼よりも小さい所定のせん断応力を有する止め輪が係合されているので、分解時に、止め輪のせん断応力に依存する破断限界値以上の軸方向荷重を外方部材に負荷することにより、止め輪が破断して容易に分解することができる。したがって、ナックルあるいは外方部材が損傷することなく再使用が可能となり、分解・組立作業が簡単で、低コストな車輪用軸受装置を提供することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記止め輪のせん断応力が、２０〜２００ＭＰａに設定されているので、運転時は、ナックルに対して車輪用軸受の軸方向の移動が規制されると共に、分解時は、過大な荷重を付与せずとも止め輪を破断させることができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、前記止め輪が、熱可塑性の合成樹脂で成形されているので、材質およびそれに添加される強化繊維を適宜選定することにより、所定のせん断応力を確保することができると共に、低コスト化が実現できる。
【００１０】
好ましくは、請求項４に記載の発明のように、前記止め輪の外径部に面取りが形成されていれば、止め輪がナックルの止め輪溝の位置で容易に弾性復元することができ、組立性を向上させることができる。
【００１１】
さらに好ましくは、請求項５に記載の発明のように、ナックルのアウトボード側内周端部に面取り部が形成されていれば、止め輪を容易に縮径させることができ、組立性を一層向上させることができる。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定されているので、装置の軽量・コンパクト化を図ることができると共に、部品点数を削減でき、低コスト化を実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る車輪用軸受装置は、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に外嵌された内輪とからなる内方部材と、懸架装置を構成するナックルに内嵌された外方部材と、この外方部材と前記内方部材間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記ナックルに対して前記ハブ輪を回転自在に支承してなる車輪用軸受装置において、前記外方部材の外周と前記ナックルの内周に環状の止め輪溝が形成されると共に、これら止め輪溝に鋼よりも小さい所定のせん断応力を有する止め輪が係合されているので、分解時に、止め輪のせん断応力に依存する破断限界値以上の軸方向荷重を外方部材に負荷することにより、止め輪が破断して容易に分解することができる。したがって、ナックルあるいは外方部材が損傷することなく再使用が可能となり、分解・組立作業が簡単で、低コストな車輪用軸受装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に外嵌された内輪とからなる内方部材と、懸架装置を構成するナックルに内嵌された外方部材と、この外方部材と前記内方部材間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により内輪が固定され、前記ナックルに対して前記ハブ輪を回転自在に支承してなる車輪用軸受装置において、前記外方部材の外周と前記ナックルの内周に環状の止め輪溝が形成されると共に、これら止め輪溝に２０〜２００ＭＰａのせん断応力を有する合成樹脂製の止め輪が係合されている。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、止め輪の正面図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）、中央寄り側をインボード側（図面右側）という。
【００１６】
この車輪用軸受装置は、内方部材１とナックルＮに内嵌された外方部材１０と、両部材１、１０間に収容された複列の転動体６、６とを備えている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に外嵌された別体の内輪３、４とからなる。ハブ輪２は、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５を一体に有し、外周に車輪取付フランジ５から軸方向に延びる小径段部２ａ、２ｂが形成されている。内輪３、４はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、外周に内側転走面３ａ、４ａがそれぞれ形成され、ズブ焼入れにより芯部まで５４〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。
【００１７】
そして、ハブ輪２の小径段部２ａ、２ｂにそれぞれ内輪３、４を圧入し、さらに、小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２ｃにより、ハブ輪２に対して内輪３、４が軸方向へ抜けるのを防止している。本実施形態では、このようなセルフリテイン構造を採用することにより、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、車両への組込性を簡便にすることができると共に、かつ長期間その予圧量を維持することができる。また、ここでは、ハブ輪２の小径段部２ａ、２ｂに径差を設け、インボード側の内輪４がアウトボード側の内輪３よりも肉厚に形成されているので、加締工程によって内輪４が変形し、寸法変化や残留応力が発生するのを抑制することができる。
【００１８】
このハブ輪２は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、車輪取付フランジ５のインボード側基部から小径段部２ａ、２ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、加締部２ｃは、鍛造後の素材表面硬さ２４ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。
【００１９】
外方部材１０は、内周に内側転走面３ａ、４ａに対向する複列の外側転走面１０ａ、１０ａが形成されている。それぞれの転走面１０ａ、３ａと１０ａ、４ａ間に複列の転動体（ボール）６、６が収容され、保持器７、７によりこれら複列の転動体６、６が転動自在に保持されている。この外方部材１０の両端部にはシール８、９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。また、外方部材１０は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５４〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。ここでは転動体６、６をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。
【００２０】
本実施形態では、外方部材１０の外周に環状の止め輪溝１１が形成されると共に、懸架装置の一部を構成するナックルＮの内周にもこの止め輪溝１１に対応する環状の止め輪溝１２が形成されている。そして、両止め輪溝１１、１２によって形成される環状空間に有端の止め輪１３が装着されている。
【００２１】
この止め輪１３は、ＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性の合成樹脂にＧＦ（グラスファイバー）等の強化繊維を添加させ、射出成形によって形成されている。図２に示すように、止め輪１３は、断面が略矩形をなし、外径部には面取り１３ａが形成されている。なお、止め輪１３の材質はこれに限らず、２０〜２００ＭＰａのせん断応力を有する材質を適宜選択できる。止め輪１３のせん断応力を２０〜２００ＭＰａの範囲に設定することにより、運転時は、ナックルＮに対して車輪用軸受の軸方向の移動が規制されると共に、分解時は、過大な荷重を付与せずとも止め輪１３を破断させることができる。このように、止め輪３を合成樹脂製とすることにより、所定のせん断応力を有する材質およびそれに添加される強化繊維を適宜選定することができる。なお、これ以外にも、鋼よりせん断応力が小さい、例えば、アルミ合金等の軽合金製であっても良い。
【００２２】
次に、前述した車輪用軸受をナックルＮに組み立てる手順を説明する。まず、外方部材１０の止め輪溝１１に予め止め輪１３を装着しておく。この車輪用軸受をナックルＮの内周に内嵌する訳であるが、この時外方部材１０のアウトボード側端部に形成された面取り部１４に止め輪１３が当接し、縮径した状態で外方部材１０がナックルＮの内周に沿ってインボード側へ嵌合されていく。そして、止め輪１３がナックルＮの止め輪溝１２の位置に来た時、止め輪１３は弾性復元し、それぞれの止め輪溝１１、１２に係止される。これにより、車輪用軸受はナックルＮに対して軸方向の移動が規制される。
【００２３】
一方、補修時、車輪用軸受を分解する場合は、止め輪１３のせん断応力に依存する破断限界値以上の軸方向荷重を外方部材１０に負荷することにより、止め輪１３は破断し、容易に分解することができる。したがって、分解時にナックルＮあるいは外方部材１０が損傷することなく、再使用が可能となる。
【００２４】
本実施形態では、特殊な止め輪や止め輪溝の加工が不要となり、加工工数が削減できると共に、分解・組立作業が簡単で、低コストな車輪用軸受装置を提供することができる。また、装置の軽量化のために、最近はアルミ合金等の軽金属製のナックルが使用されることがあるが、この場合、運転中の昇温によるナックルと外方部材との線膨張係数の違いによって、両部材間に軸方向のガタが発生し、操安性の低下だけでなく、軸受の耐久性の低下が懸念される。ここでは、止め輪を軽金属よりも線膨張係数が大きな合成樹脂を使用しているので、そうした膨張量の違いにより生じるガタを抑制することができる。
【実施例２】
【００２５】
図３は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は駆動輪側に適用したもので、前述した第１の実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００２６】
ハブ輪１５には、アウトボード側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５と、この車輪取付フランジ５から軸方向に延びる円筒状の小径段部１５ａが形成されている。また、内周にはセレーション（またはスプライン）１６が形成されている。
【００２７】
ハブ輪１５に圧入された一対の内輪３、３は、等速自在継手（図示せず）を構成する外側継手部材１７の肩部１８とハブ輪１５とで挟持された状態で固定されている。外側継手部材１７は、肩部１８から軸方向に延びる軸部１９が一体に形成され、この軸部１９の外周には、ハブ輪１５のセレーション１６に噛合するセレーション（またはスプライン）２０とねじ部２１が形成され、エンジンからのトルクを図示しないドライブシャフトおよび等速自在継手、そしてこのセレーション２０、１６を介してハブ輪１５に伝達している。また、軸部１９の端部に形成されたねじ部２１に固定ナット２２を所定の締付トルクで締結することにより、所望の軸受予圧を得ることができるように設定されている。すなわち、外方部材１０は、ナックルＮに対して完全強タイトな締り嵌めに設定されると共に、内輪３、３は、軸受クリープを防止し、かつ所望の予圧量になるように、ハブ輪１５に対して所定のシメシロで圧入されている。
【００２８】
本実施形態においても、前述した実施形態と同様、組立時は、外方部材１０のナックルＮへの圧入に伴い、止め輪１３がナックルＮの止め輪溝１２の位置に来た時、止め輪１３は弾性復元して両止め輪溝１１、１２に係止される。一方、分解時は、止め輪１３のせん断応力に依存する破断限界値以上の軸方向荷重を外方部材１０に負荷することにより、止め輪１３が破断して容易に分解することができる。したがって、分解時にナックルＮあるいは外方部材１０が損傷することなく再使用が可能となり、分解・組立作業が簡単で、低コストな車輪用軸受装置を提供することができる。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係る車輪用軸受装置は、自動車等の車両の懸架装置を構成するナックルに内嵌される車輪用軸受ならその軸受構造に限定されず、従動輪および駆動輪を支承するための構造に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る止め輪の正面図である。
【図３】本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図４】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・・・・・・・内方部材
２、１５・・・・・・ハブ輪
２ａ、２ａ・・・・・小径段部
２ｃ・・・・・・・・加締部
３、４・・・・・・・内輪
３ａ、４ａ・・・・・内側転走面
５・・・・・・・・・車輪取付フランジ
６・・・・・・・・・転動体
７・・・・・・・・・保持器
８、９・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・外方部材
１０ａ・・・・・・・外側転走面
１１、１２・・・・・止め輪溝
１３・・・・・・・・止め輪
１３ａ・・・・・・・面取り
１４・・・・・・・・面取り部
１６、２０・・・・・セレーション
１７・・・・・・・・外側継手部材
１８・・・・・・・・肩部
１９・・・・・・・・軸部
２１・・・・・・・・ねじ部
２２・・・・・・・・固定ナット
１０１・・・・・・・外輪
１０２・・・・・・・内輪
１０３・・・・・・・ボール
１０４・・・・・・・ナックル
１０５・・・・・・・保持器
１０６・・・・・・・止め輪
１０７・・・・・・・爪
１０８・・・・・・・止め輪溝
Ｎ・・・・・・・・・ナックル
【図１】
2005121120.tif 000003
【図２】
2005121120.tif 000004
【図３】
2005121120.tif 000005
【図４】
2005121120.tif 000006